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无线网状网(WMN,Wireless Mesh Network)作为下一代无线网络的关键技术,近年来得到了快速的发展与应用。WMN融合了移动自组网络(MANET,Mobile Ad Hoc Network)和无线局域网络(WLAN,WirelessLocal Area Network)的特点,作为一种新型的无线宽带接入技术,主要是为底层终端用户提供因特网接入服务,其显著特点是业务汇聚于Mesh路由器/网关,容易造成局部网络拥塞,网关往往会成为制约整个网络性能的瓶颈,可通过设置多个网关以缓解瓶颈问题,而通信过程中如何在这样的多网关WMN中选取一个合适的网关节点来接入因特网就成为提高WMN性能的关键问题之一,可以将这种网关选择看成是一种典型的网络选播服务。蚁群算法具有自发建立、自动布置和任意移动的特性,适用于无线网络,可以应用到WMN以优化其路由选择。本文根据蚂蚁寻径与选播路由的相似性,将源地址与目标地址分别作为蚁巢和食物,相同选播目标地址的多个WMN网关可以作为位置分散的多个食物,将选播路由问题看作是一只蚂蚁寻找蚁巢与食物之间最优路径的问题。
本文对WMN路由与移动自组网选播路由研究现状进行了阐述,分析了几种典型WMN结构及其特点,并详细给出了在WMN路由协议设计中应该考虑的一些因素以及研究思路和方向。基于以上研究构建了基于选播和跨层设计的多路径WMN网关选取模型,在分析了按需多路径距离矢量路由协议(AOMDV,Ad hoc On-demand Multipath Distance Vector)优势的基础上,考虑其以最小跳数为路由准则的不足,结合蚁群算法和WMN特点,对AOMDV协议进行了扩展,首先提出了一种基于蚁群优化的WMN多路径路由协议(A-AOMDV),该协议能建立多条到目的节点的有效路由,根据网络状况更新路由,选路时能避开拥塞区域,选择负载轻,跳数小的路径,然后在此基础上结合选播机制提出了一种基于蚁群优化的多网关WMN多路径选播路由协议(MMAMBA)。仿真结果表明,MMAMBA可根据蚂蚁收集的网络信息用参数优化方法白适应解决多网关WMN的选播问题,有效提高WMN接入因特网的性能。